placa de onda
Un waveplate o retardador es un dispositivo óptico que altera el estado de polarización de una onda de luz que viaja a través de él. Dos tipos comunes de placas de onda son la placa de media onda , que cambia la dirección de polarización de la luz polarizada linealmente , y la placa de cuarto de onda , que convierte la luz polarizada linealmente en luz polarizada circularmente y viceversa. [1] También se puede usar una placa de cuarto de onda para producir polarización elíptica.
Las placas de ondas están construidas con un material birrefringente (como cuarzo o mica , o incluso plástico), cuyo índice de refracción es diferente para la luz polarizada linealmente a lo largo de uno u otro de dos ejes de cristal perpendiculares. El comportamiento de una placa ondulada (es decir, si es una placa de media onda, una placa de un cuarto de onda, etc.) depende del espesor del cristal, la longitud de onda de la luz y la variación del índice de refracción. Mediante la elección apropiada de la relación entre estos parámetros, es posible introducir un cambio de fase controlado entre los dos componentes de polarización de una onda de luz, alterando así su polarización. [1]
Un uso común de las placas de onda, en particular las placas de tinte sensible (onda completa) y de cuarto de onda, es en mineralogía óptica . La adición de placas entre los polarizadores de un microscopio petrográfico facilita la identificación óptica de minerales en secciones delgadas de rocas , [2] en particular al permitir la deducción de la forma y orientación de las indicaciones ópticas dentro de las secciones de cristal visible. Esta alineación puede permitir la discriminación entre minerales que de otro modo parecen muy similares en luz polarizada plana y polarizada cruzada.
Una placa de ondas funciona cambiando la fase entre dos componentes de polarización perpendicular de la onda de luz. Una placa ondulada típica es simplemente un cristal birrefringente con una orientación y un grosor cuidadosamente elegidos. El cristal se corta en una placa, con la orientación del corte elegida de manera que el eje óptico del cristal sea paralelo a las superficies de la placa. Esto da como resultado dos ejes en el plano del corte: el eje ordinario , con índice de refracción n o , y el eje extraordinario , con índice de refracción n e. El eje ordinario es perpendicular al eje óptico. El eje extraordinario es paralelo al eje óptico. Para una onda de luz que normalmente incide sobre la placa, la componente de polarización a lo largo del eje ordinario viaja a través del cristal con una velocidad v o = c / n o , mientras que la componente de polarización a lo largo del eje extraordinario viaja con una velocidad v e = c / n mi . Esto conduce a una diferencia de fase entre los dos componentes cuando salen del cristal. Cuando n e < n o , como en la calcita , el eje extraordinario se denomina eje rápidoy el eje ordinario se llama eje lento . Para n e > n o la situación se invierte.
Dependiendo del grosor del cristal, la luz con componentes de polarización a lo largo de ambos ejes emergerá en un estado de polarización diferente. La placa de ondas se caracteriza por la cantidad de fase relativa, Γ, que imparte a los dos componentes, que está relacionada con la birrefringencia Δ n y el espesor L del cristal mediante la fórmula
Las placas de ondas en general, así como los polarizadores , se pueden describir mediante el formalismo de matriz de Jones , que utiliza un vector para representar el estado de polarización de la luz y una matriz para representar la transformación lineal de una placa de ondas o polarizador.
